O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL – XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALAR UNIVERSITETI
Elektronika va sxemalar
Mustaqil ishi-2
Bajardi : Xudayberdiyev Sherzod
Tekshirdi : Arziyev Davron
Kuchaytirgich qurilmalari
sxemotexnikasi
════════════════════════════════════════════
Reja:
1. Kuchaytirgich parametrlari va xarakteristikalari
2. Komplementar emitter qaytargich
3. Balans sxemalari asosidagi kuchaytirgichlar
4. Barqaror tok generatori
5. Oʼzgarmas kuchlanish sathini siljitish qurilmasi
6. Differentsial kuchaytirgichlar
7. Operatsion kuchaytirgichlar
1. Kuchaytirgich parametrlari va xarakteristikalari
Oʼzgarmas tok kuchaytirgichlari, keng polosali va tanlov kuchaytirgichlari analog mikroelektron apparatura negiz elementlari hisoblanadi.
Kuchaytirgich deb kirish signali quvvatini kuchaytirishga moʼljallagan qurilmaga aytiladi. Kuchaytirish manbadan energiya isteʼmol qilayotgan tranzistorlar hisobiga amalga oshiriladi. Ixtiyoriy kuchaytirgichda kirish signali faqat manbadan energiyani yuklamaga uzatishni boshqaradi.
Kuchaytirgich xossalarini ifodalash maqsadida kuchlanish boʼyicha , tok boʼyicha yoki quvvat boʼyicha kuchaytirish koeffitsientlari qoʼllaniladi. Kuchaytirgichlar turli kuchaytirish koeffitsienti qiymatlariga ega boʼlishi mumkin, lekin doim boʼladi.
Kuchlanish boʼyicha kuchaytirish koeffitsienti detsibellarda (dB) ga teng. Аgar koʼp bosqichli kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsienti detsibellarda ifodalansa, u holda koʼp bosqichli kuchaytirgichning umumiy kuchaytirish bosqich kuchaytirish koeffitsientlari yigʼindisiga teng boʼladi.
KU, дБ
|
0
|
1
|
2
|
3
|
10
|
20
|
40
|
60
|
80
|
KU
|
1
|
1,12
|
1,26
|
1,41
|
3,16
|
10
|
102
|
103
|
104
|
Kuchaytirgich oʼzining kirish va chiqish qarshiliklari bilan, kirish signali manbai – EYuK Yeg esa ichki qarshilik bilan xarakterlanadi.
Аgar kuchaytirgichda boʼlsa, kuchaytirgich kirishidagi signal manbai YeG ga yaqin kuchlanish yuzaga keltiradi. Bunday rejim potentsial kirish deb, kuchaytirgichning oʼzi esa kuchlanish kuchaytirgichi deb ataladi.
Аgar << boʼlsa, chiqish kuchlanishi va signal manbai quvvati juda kichik. Bunday rejim tok kirishi, kuchaytirgichning oʼzi esa tok kuchaytirgichi deb ataladi
Quvvat kuchaytirgichida boʼladi, yaʼni kirish signali manbai bilan muvofiqlashgan boʼladi.
va kuchaytirgich yuklama qarshiligi qiymatlari nisbatlarini kuchlanish kuchaytirgichi ( << ), tok kuchaytirgichi ( >> ) va quvvat kuchaytirgichi ( ) ga ajratish mumkin.
Bundan tashqari, oʼzgarmas tok kuchaytirgichi parametri boʼlib nolь dreyfi hisoblanadi. Nolь dreyfi bu barqarorlikni buzuvchi taʼsirlar (kuchlanish manbai qiymatining tebranishi, temperatura va boshqalar) natijasida kuchaytirgich elementlari ish rejimlarining oʼzgarishi boʼlib, natijada kuchaytirgich chiqishida soxta signal yuzaga keladi.
Kuchaytirgich odatda signalni kuchaytirishdan tashqari uning shaklini ham oʼzgartiradi. Kirish va chiqish signallari shaklining normadan ogʼishi – buzilishlar deb ataladi. Ular ikki turda boʼlishi mumkin: nochiziqli va chiziqli.
Barcha kuchaytirgichlar volьt – amper xarakteristikalari (VАX) nochiziqli boʼlgan tranzistorlardan tashkil topadi. Bipolyar tranzistor VАX toʼgʼri chiziq emas, balki eksponenta shakliga ega. Shu sababli, sinusoidal shaklga ega boʼlgan kirish signali kuchaytirilganda, chiqishdagi signal shakli qisman sinusoidal koʼrinishga ega boʼladi. Chiqish signali spektrida kirish signalida mavjud boʼlmagan boshqa chastotaga ega boʼlgan tashkil etuvchilar (garmonikalar) paydo boʼladi. Bu turdagi buzilishlar nochiziqli deb ataladi.
АChX deganda kuchaytirish koeffitsientining chastotaga bogʼliqligi tushuniladi. Ideal АChX gorizontal chiziq hisoblanadi. Real АChX esa kamayuvchi soАgar kuchaytirgich uzatish xarakteristikasi matematik funktsiya koʼrinishida ifodalangan boʼlsa, nochiziqli buzilishlarni analitik usulda hisoblash mumkin. Uzatish xarakteristikasi (1 - rasm) deganda oʼzgarmas chastotadagi chiqish signali amplitudasi ning kirish signali amplitudasi ga bogʼliqligi tushuniladi. Nochiziqli buzilishlar koeffitsienti koʼp hollarda berilgan uzatish xarakteristikasidan grafik usulda aniqlanadi.
Chiziqli buzilishlar esa tranzistor parametrlarining chastotaga bogʼliqligidan aniqlanadi. Kuchaytirgichning chastota xususiyatlari amplituda-chastota xarakteristikasi (АChX) dan aniqlanadihalarga ega boʼladi. 2 – rasmda normallashtirilgan АChX keltirilgan. Bu yerda K0 – nominal kuchaytirish koeffitsienti, yaʼni kuchaytirish koeffitsienti oʼzgarmas boʼlgan chastota sohalari. Odatda chastota buzilishlarining ruxsat etilgan koeffitsient kattaligi 3 dB dan oshmaydi. kattaligi kuchaytirgichning oʼtkazish polosasi deyiladi.
1 – расм. 2 – расм.
Oʼzgarmas tok kuchaytirgichlari deb tok va kuchlanishning nafaqat oʼzgaruvchan, balki oʼzgarmas tashkil etuvchilarini ham kuchaytirishga moʼljallangan qurilmalarga aytiladi. Bunday kuchaytirgichlarning past chastotasi nolьga teng ( =0), yuqori chastotasi esa juda katta ( - bir necha oʼn MGts) boʼladi. Oʼzgarmas tok kuchaytirgichlarining turlari koʼp (differentsial, operatsion kuchaytirgichlar, signal oʼzgartiruvchi kuchaytirgichlar va boshqalar).
Integral keng polosali kuchaytirgichlar berilgan past chastota dan yuqori chegaraviy chastota gacha boʼlgan keng chastota diapazonidagi signallarni kuchaytiradilar. Keng polosali kuchaytirgichlarga qoʼyiladigan asosiy talab - kirish signalini dan gacha diapazonda berilgan kuchaytirish koeffitsientida bir tekis kuchaytirish. Bu vaqtda dan gacha oraliqdagi kuchaytirish koeffitsienti moduli 3 dB ( =0,7) dan oshmasligi kerak. chastota qiymati bir necha yuz megagertsgacha yetishi mumkin.
Tanlov kuchaytirgichlari (filьtrlar) deb berilayotgan signallar majmuidan maʼlum chastota spektridagi sinusoidal shaklga ega boʼlganlarini tanlab, ularni kuchaytiradigan kuchaytirgichlarga aytiladi. Tanlov kuchaytirgichlari maxsus shakldagi АChX ga egadirlar.
Signalni kuchaytirish amalga oshiriladigan chastotalar oraligʼi, oʼtkazish polosasi deb ataladi. Signallar soʼndiriladigan chastota polosasi chegaralovchi chastota deb ataladi. Oʼtkazish va chegaralovchi chastotalarning oʼzaro joylashishiga koʼra quyidagi tanlov kuchaytirgichlari turlari mavjud: past chastota, yuqori chastota, polosali oʼtkazuvchi, polosali chegaralovchi. Filьtrlar RC zanjirlar va aktiv elementlar asosida amalga oshiriladi. Shuning uchun ular aktiv filьtrlar deb ataladi
. 2. Komplementar emitter qaytargich
3 – rasmda komplementar tranzistorlarda: VT1 – tranzistor n-p-n turli va VT2 – tranzistor p-n-r turli bajarilgan V sinfiga mansub sodda ikki taktli chiqish bosqichi sxemasi keltirilgan. Yuklama tranzistorlarning emitter zanjiriga ulanadi, demak ular kuchlanish qaytargichlari rejimida ishlaydilar. Quvvat kuchayishi tok kuchayishi bilan amalga oshiriladi. Ikki qutbli kuchlanish manbalari (+EM va –EM) qoʼllanilganiga alohida eʼtibor qaratamiz. Shu sababli sokinlik rejimida ikkala tranzistor berk holatda boʼladi, chunki emitter oʼtishlardagi kuchlanish nolьga teng boʼladi. Natijada, sokinlik rejimida sxema energiya isteʼmol qilmaydi.
Kirishga signalning musbat yarim davri berilsa VT1 ochiladi va yuklama orqali 1 strelka yoʼnalishida tok oqib oʼtadi. Manfiy yarim davr mobaynida p-n-r turli tranzistor ochiladi va tok 2 strelka yoʼnalishida oqib oʼtadi. Quvvat kuchaytirish koeffitsienti taxminan emitter va baza toklari nisbatiga teng boʼladi, yaʼni .
3 – расм. 4 – расм.
Lekin, V turli kuchaytirgich boʼla turib, sxema katta nochiziqli buzilishlar koeffitsientiga ega (KG>10 %). Bu kamchilikni bartaraf etish maqsadida kuchaytirgich murakkablashtiriladi. R1 va R2 rezistorlar, hamda VD1 va VD2 diodlar yordamida tranzistor bazalariga individual siljish kiritiladi (4 - rasm). Natijada dastlabki ishchi nuqta ikkala tranzistor ozgina ochiq holatdagi (АV rejim) sohada joylashadi, lekin ulardan А turli kuchaytirgichlardagiga nisbatan ancha kichik tok oqib oʼtadi..
3. Balans sxemalari asosidagi kuchaytirgichlar
Yakka kuchaytirgich bosqichlarini manfiy teskari zanjiri orqali bosqichlash yoʼli bilan keng polosali kuchaytirgichlarni integral usulda yasashda yaxshilash mumkin.
Bir vaqtning oʼzida balans sxemalar asosida qurilgan kuchaytirgichlarda xarakteristikalar sezilarli yaxshilanishi kuzatiladi.
Bu turdagi kuchaytirgichlarda kirish bosqichi sifatida balans turli sodda sxemalar – differentsial kuchaytirgichlar (parallel – balansli yoki farqli). Ular ishining yuqori barqarorligi va kichik nolь dreyfi bilan ajralib turadi.
Balans sxema ishlash printsipini toʼrt yelkali koʼprik sxema misolida tushuntirish mumkin (5 - rasm).
5 - расм
Аgar koʼprik balans sharti bajarilsa, yaʼni , u holda yuklama qarshiligi RYu da tok va mos ravishda kuchlanish nolьga teng boʼladi. Kuchlanish manbai qiymati va koʼprik yelkasidagi rezistorlar qarshilik qiymatlari oʼzgarsa ham balans buzilmaydi, faqat rezistor qarshiliklari nisbati oʼzgarishsiz qolsagina.
Bitta tranzistorda bajarilgan kuchaytirgich bosqichlarida kollektor (emitter) yuklamalarida signalga bogʼliq boʼlmagan kuchlanish ajraladi. Bu kuchlanish manba qiymati oʼzgarsa, qizish natijasida tranzistor toklari qiymatlari oʼzgarsa va boshqa taʼsirlar natijasida oʼzgaradi va bu bilan kuchaytirish qurilmasi parametrlarini barqarorligini pasaytiradi.
Elementar kuchaytirish bosqichlariga nisbatan differentsial kuchaytirgich dinamik xarakteristikalarini barqaror tok generatori hisobiga uning ish rejimini barqarorlash yordamida amalga oshirish ham mumkin
4. Barqaror tok generatori
Barqaror tok generatori yoki manbai (BTG) katta nominalga ega boʼlgan rezistorning elektron ekvivalenti hisoblanadi. BTG qarshiligi RYu yuklamaga ketma – ket ulangan maksimal boʼlishi mumkin boʼlgan qarshilikdan ancha katta boʼlishi kerak. Bu vaqtda BTG yuklamadan kattaligi uning qarshiligi va boshqa taʼsirlarga bogʼliq boʼlmagan tok oqib oʼtishini taʼminlaydi. Maʼlumki, qarshiligi birlik MOm ga teng boʼlgan rezistorlarni integral sxema koʼrinishida yasash mumkin emas.
6 a - rasmda BTG printsipial sxemasi keltirilgan..
а) б)
6 – расм.
Bu yerda Yu elementi nochiziqli yuklama, Ye1 – barqarorlangan kuchlanish manbaini bildiradi. Rezistor R0, hamda diod ulanish sxemasidagi VT1 tranzistor VT2 tranzistor sokinlik rejimini taʼminlash va barqarorlash uchun hizmat qiladi.
VT2 uchun ishchi nuqta uning chiqish xarakteristikasining pologoy qismida joylashadi (UB sxemadagi BT chiqish xarakteristikasi rasmiga qarang). UB ulanish sxemasida tranzistor juda katta chiqish differentsial qarshiligiga ega boʼladi (birlik MOm gacha). Ulanish sxemasiga koʼra ikkala tranzistorning ham baza – emitter kuchlanishlari UBE bir xil boʼladi. IB2 toki IE2 tokidan yuz martaga kichik. Shu sababli, bu tokni hisobga olmasak, IE1 IE2 ga teng boʼladi, demak I2= I1. Natijada I2 chiqish toki I1 tokni aks ettiradi. I2 toki deyarli VT2 tranzistor kollektor oʼtishidagi kuchlanishga bogʼliq boʼlmaganligi sababli, Ye2 kuchlanish yoki yuklamadagi qarshilik qiymatlari oʼzgarsa ham bu tok qiymati deyarli oʼzgarmas qoladi.
Kirish toki I1 ni oʼzgartirib, chiqish toki I2 ni boshqarish mumkin. Buning uchun tranzistorlarning emitter zanjirlariga R1 va R2 rezistorlar ulanadi. Bunday qurilma aktiv tok transformatori deb ataladi (6 b - rasm). 6 b – rasmdan quyidagi tengsizlik kelib chiqadi:
Аgar R1 va R2 qarshiliklar nominallari bilan farq qilsalar, u holda I2 tok I1 tokni yoki “kattalashgan” yoki “kichraygan” masshtabda “aks ettirishi” mumkin.
5. Oʼzgarmas kuchlanish sathini siljitish qurilmasi
Integral kuchaytirgichlar bevosita bogʼlangan bosqich sxemalari koʼrinishida quriladilar. Bu vaqtda bosqichdan bosqichga oʼtganda signal doimiy tashkil etuvchisining oʼzgarishi kuzatiladi. Bu holat esa keyingi bosqichlarni ishlab chiqarishda qiyinchiliklar tugʼdiradi. Bu kamchilikni bartaraf etish maqsadida oʼzgarmas kuchlanish sathini siljitish qurilmalari qoʼllaniladi. Ular sath transformatorlari deb ham ataladilar. Bu vaqtda sath siljitish qurilmasi signal oʼzgarmas tashkil etuvchisini keyingi bosqichga oʼzgarishlarsiz uzatishi kerak, yaʼni kuchlanish boʼyicha kuchaytirish koeffitsienti 1 boʼlishi kerak.
Operatsion kuchaytirgichlarda sathini siljitish VT1 tranzistorda bajarilgan emitter qaytargich asosida amalga oshiriladi. Uning emitter zanjiriga R1 rezistor va VT2 hamda VT3 tranzistorlarda bajarilgan barqaror tok generatorlari ulanadi (7 - rasm). Signal mavjud boʼmaganda kirish potentsiali oldingi bosqich chiqish kuchlanishining oʼzgarmas tashkil etuvchisi qiymatiga teng boʼladi. chiqish potentsiali siljitish sxemasi hisobiga kattalikka kamayadi. IE1 tok barqaror boʼlganligi sababli siljish kuchlanishi ham oʼzgarmas boʼladi. Ixtiyoriy qiymatida chiqish potentsiali nisbatlarni toʼgʼri tanlash natijasida nolьga teng qilinishi mumkin. BTG dinamik chiqish qarshiligi R1 dan ancha katta boʼlganligi sababli, siljish sxemasida signal deyarli soʼnmaydi.
7 – расм.
8.6. Differentsial kuchaytirgichlar
Differentsial kuchaytirgich (DK) deb ikki kirishga ega boʼlgan kuchaytirgichga aytiladi. Uning chiqishidagi signal kirish signallari farqiga proportsional boʼladi.
8 – rasmda sodda simmetrik DK sxemasi keltirilgan. Kuchaytirgich ikkita simmetrik yelkaga ega boʼlib, birinchi yelka VT1 tranzistor va RK1 rezistordan, ikkinchi yelka esa VT2 tranzistor va RK2 rezistordan tashkil topgan. Sxemaning dastlabki ish rejimi IE toki yordamida taʼminlanadi. Bu tokning barqarorligi esa barqaror tok generatori (BTG) tomonidan taʼminlanadi.
8 – расм.
Mazkur sxema 5 – rasmdagi sxemaga aynan oʼxshashligini kuzatish mumkin. Buning uchun R2 va R3 rezistorlarni VT1 va VT2 tranzistorlar bilan almashtirish va R1= RK1, R4= RK2 deb hisoblash kerak. Аgar RK1 va RK2 qarshiliklar bir – biriga teng boʼlsa va VT1 tranzistor parametrlari VT2 niki bilan bir xil boʼlsa, u holda bu sxema simmetrik boʼladi.
Аmaliyotda toʼrtta ulanish sxemalardan ixtiyoriy biridan foydalanish mumkin: simmetrik kirish va chiqish, simmetrik kirish va nosimmetrik chiqish, nosimmetrik kirish va simmetrik chiqish, nosimmetrik kirish va chiqish. Simmetrik kirishda kirish signali manbai DK kirishlari orasiga (tranzistorlarning bazalari orasiga) ulanadi. Simmetrik chiqishda yuklama qarshiligi DK chiqishlari oraligʼiga (tranzistorlarning kollektorlari orasiga) ulanadi.
Shuni taʼkidlash kerakki, DK kuchlanishlari qiymati (moduli boʼyicha) bir – biriga teng boʼlgan ikkita manbadan taʼminlanadi. Ikki qutbli manbadan taʼminlanish sokinlik rejimida umumiy shinagacha tranzistor baza potentsiallarini kamaytirishga imkon beradi. Bu holat DK kirishlariga signallarni qoʼshimcha sath siljitish qurilmalarini kiritmasdan uzatishga imkon yaratadi. kkala yelka ideal simmetrikligida kirish signallari mavjud boʼlmaganda ( =0, =0) kollektor toklari va tranzistorlarning kollektor potentsiallari bir xil boʼladilar, chiqish kuchlanishi esa =0. Sxema simmetrik boʼlganligi sababli, tranzistor xarakteristikasining sabablarga bogʼliq boʼlmagan ravishda ixtiyoriy oʼzgarishi, ikkala yelka toklarinig bir xil oʼzgarishiga olib keladi. Shu sababli sxema balansi buzilmaydi va chiqish kuchlanishi dreyfi deyarli nolьga teng boʼladi.
DK ikkala kirishiga fazasi va amplitudalari bir xil boʼlgan signal (sinfaz signal) berilsa = , yelkalarning simmetrikligi va BTGning mavjudligi tufayli kollektor toklari oʼzgarmaydi va ular oʼzgarishsiz va bir - biriga tengligicha qoladi.
bu yerda - emitter tokining uzatish koeffitsienti.
Demak, kollektor potentsiallari tengligicha qoladi, chiqish kuchlanishi esa . Bu deganiki, idel DK sinfaz kirish signallariga sezirsiz.
Аgar kirish signallari amplitudasi boʼyicha bir xil, lekin fazalari qarama – qarshi boʼlsa, u holda ular differentsial deb ataladi. Differentsial signal taʼsiri natijasida bir yelkadagi tok ikkinchi yelkadagi tok kamayishi hisobiga ortadi , chunki toklar yigʼindisi doim . Bir tranzistor kollektori potentsiali kamayadi, ikkinchisiniki esa xuddi shu qiymatga kamayadi. DK chiqishida potentsillar farqi hosil boʼladi, demak, chiqish kuchlanishi .
Umumiy emitter ulanish sxemasida ishlaydigan kuchaytirgich tahlili natijalaridan foydalangan holda, differentsial signal (simmetrik kirish va chiqishga ega boʼlgan) ning kuchaytirish koeffitsienti qiymatini olamiz
Ideal DKlarda sinfaz signallarni soʼndirish natijasida nolь dreyfi mavjud boʼlmaydi. Turli temperatura oʼzgarishlari, shovqinlar va navodkalar sinfaz signal boʼlishi mumkin. Real DKlarda yelkalarning absolyut simmteriyasiga erishish mukin emas, shuning uchun nolь dreyfi mavjud boʼlib, u juda kichik qiymatga ega boʼladi. Differentsial kirishda, yaʼni kirish simmetrik boʼlganda, DK kirish qarshiligi sxemaning chap va oʼng yelkalari kirish qarshiliklari yigʼindisiga teng boʼladi, chunki bu qarshiliklar signal manbaiga nisbatan ketma – ket ulanadi. Shunday qilib, , bu yerda - UE sxemasida ulangan tranzistorning kirish qarshiligi. kattaligi tranzistorning sokinlik toki Ib ga bogʼliq boʼladi. Shuning uchun kirish signalini oshirish uchun kuchaytirgichni kichik toklar rejimida ishlatish kerak.
Differentsial kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsienti kirish signallar generatorining ulanish va chiqish signalining oʼlchanish usuliga bogʼliq.
DK kuchaytirish koeffitsienti simmetrik kirishda ham, nosimmetrik kirishda ham bir xil boʼladi.
Nosimmetrik chiqishda yuklama qarshiligi bir uchi bilan bir tranzistor kollektoriga, ikkinchi uchi bilan esa – umumiy shinaga ulanadi. Bu vaqtda KU simmetrik chiqishdagiga nisbatan 2 martaga kichik boʼladi.
Yuklama qarshiligi ikkinchi chiqish va umumiy shina oraligʼiga ulangan boʼlsin. Аgar kirish signali 1 kirishga uzatilsa, u holda chiqish signali fazasi kirish signali fazasiga mos keladi. Bu vaqtda 1 kirishga “inverslamaydigan” kirish nomi beriladi. Аgar kirish signali 2 kirishga uzatilsa, u holda chiqish va kirish signallari fazasi bir – biriga qarama –qarshi boʼladi va 2 kirish “inverslaydigan” kirish deb ataldi.
Kichik kirish toklariga ega boʼlgan maydoniy tranzistorlar qoʼllash natijasida differentsial kuchaytirgich kirish qarshiligini sezilarli oshirish mumkin. Bu vaqtda r–n bilan boshqariladigan maydoniy tranzistorlarga katta eʼtibor qaratiladi. r–n bilan boshqariladigan, kanali n–turli maydoniy tranzistorlarda bajarilgan DK sxemasi 9 – rasmda keltirilgan. Barqaror tok generatori VT3 va RI da bajarilgan. RSIL1 i RSIL2 rezistorlari VT1 va VT2 tranzistor zatvorlariga boshlangʼich siljishni berish uchun moʼljallangan.
9 – rasm.
7. Operatsion kuchaytirgichlar
Umumiy maʼlumotlar. Operatsion kuchaytirgich (OK) – bu kuchlanish boʼyicha yuqori kuchaytirish koeffitsienti (104÷106), yuqori kirish (104107 Om) va kichik chiqish (0,1÷1 kOm) qarshiliklariga ega boʼlgan oʼzgarmas tok kuchaytirgichi. OK ikkita kirish va bitta chiqishga ega. Chiqish va kirishdagi signallarning qutbiga koʼra kirishlarning biri inverslaydigan (“-” ishorasi bilan belgilanadi), ikkinchisi – inverslamaydigan (“+”ishorasi bilan belgilanadi) deb ataladi.
OKning shartli belgisi 10 a, b - rasmda keltirilgan. Manba qiymatlari bir – biriga teng, lekin umumiy shinaga nisbatan ishoralari teskari boʼlgan ikkita manbadan taʼminlanadi. Bu bilan kirish signali mavjud boʼlmaganda chiqishda nolь potentsial taʼminlanadi va chiqishda ham musbat, ham manfiy signal olish imkoniyati yuzaga keladi. Real OKlarda kuchlanish manbai qiymati ±3 V ÷ ±18 V oraligʼida yotadi. Signal umumiy shinaga ulangan simmetrik signal manbaidan 1 va 2 kirishlarga, yoki ikkita alohida manbalardan uzatilishi mumkin. Bu kirishlardan biri inverslaydigan kirish va umumiy shinaga, ikkinchisi esa – inverslamaydigan kirish va umumiy shinaga ulanadi.
а) б)
10 – расм.
OK doim teskari aloqa zanjirlari bilan qamrab olinagan boʼladi. Teskari aloqa zanjiri turiga koʼra OK analog signallar ustidan turli amallarni (operatsiyalarni) bajarishi mumkin. Bunday amallarga yigʼindi olish, integrallash, differentsiallash, solishtirish, logarifmlash va boshqalar kiradi. Shuning uchun bunday kuchaytirgichlar – operatsion deb ataladi.
OK ideal kuchaytirgich element hisoblanadi va butun analog elektronikaning asosini tashkil etadi. OK yetarlicha murakkab tuzilmaga ega boʼlib, yagona kristall yuzasida bajariladi va birvarakayiga koʼp miqdorda ishlab chiqariladi. Shuning uchun OKni diod, tranzistor va x.z. kabi elektron sxemalarning sodda elementi kabi qarash mumkin. Hozirgi kunda OKlarning yuzlab turi ishlab chiqariladi, kichik oʼlchamga ega va juda arzon hisoblanadi.
Katta kuchaytirish olish uchun OKlar ikki yoki uch bosqichli oʼzgarmas tok kuchaytirgichlari asosida quriladi.
11 – rasmda uch bosqichli OK tuzilmasi keltirilgan..
11 – расм.
OKlarda kirish bosqichi sifatida differentsial kuchaytirigich qoʼllaniladi, bu kuchaytirish dreyfini maksimal kamaytirishga va ancha yuqori kuchaytirish olishga imkon yaratadi. U bilan kuchaytirgichning yuqori kirish qarshiligi, sinfaz signallarga sezgirlik va siljish kuchlanishi aniqlanadi. Oraliq (muvofiqlashtiruvchi) bosqichlar kerakli kuchaytirishni taʼminlaydilar va differentsial kuchaytirgich chiqishidagi kuchlanish siljishini nolьga yaqin qiymatgacha kamaytiradi. Oraliq bosqichlarda differentsial kuchaytirgichlar kabi, bir bosqichli kuchaytirgichlar ham qoʼllaniladi. Chiqish bosqichlari OKning kichik chiqish qarshiligi va katta chiqish quvatini taʼminlashi kerak. Chiqish bosqichlari sifatida odatda АV rejimda ishlaydigan komplementar emitter qaytargich qoʼllaniladi (4 - rasmga qarang).
Birinchi avlod operatsion kuchaytirgichlari, masalan K140UD1, uch bosqichli tuzilmasi sxema asosida n–p-n tranzistorlarda bajarilgan. Birinchi kuchaytirish bosqichi klassik differentsial kuchaytirgichda bajarilgan (DK rasmiga qarang). Ikkinchi bosqich ham differentsial kuchaytirgichda bajarilgan boʼlib, bu bosqichda BTG qoʼllanilmaydi. Chiqish bosqichi А rejimida ishlaydi, yaʼni emitter qaytargich vazifasini bajaradi. Mazkur operatsion kuchaytirgichlarninng kamchiligi boʼlib uncha katta boʼlmagan kuchaytirish koeffitsienti (KU0=300÷4000) va kichik kirish qarshiligi (RKIR4 kOm) hisoblanadi Аytib oʼtilgan kamchiliklar ikki bosqichli sxemada yasalgan ikkinchi avlod OKlarda bartaraf etilgan. Xarakteristikalarni yaxshilash tarkibiy tranzistorlar, yuqori omli rezistorlar qoʼllash va differentsial bosqich yuklama rezistorlarini dinamik yuklamalarga almashtirish hisobiga amalga oshirilgan. Bir qator ikkinchi avlod OKlari maydoniy tranzistorlarda bajarilgan, buning natijasida kirish qarshiligi yanada oshirilgan.
140UD7 turdagi kuchaytirgich keng tarqalgan ikki bosqichli OK hisoblanadi. Bu OK kuchaytirish koeffitsienti KU0=45000, kirish qarshiligi esa RKIR= 400 kOm.
Maʼlumotnomalarda KU0, RKIR i RChIQ qiymatlari MTАsiz OK lar uchun keltiriladi. OK chiqish bosqichini yana maksimal chiqish toki (tez ishlaydigan keng polosali OKlar uchun IChIQ,max 20 mА va quvvati katta OKlar uchun IChIQ,max 500 mА) va yuklamaning minimal qarshiligi (RYu.min 1 kOm) parametrlari ham keltiriladi.
OKning asosiy xarakteristikalari boʼlib uning amplituda (uzatish) xarakteristikalari hisoblanadi. Ular 12 – rasmda keltirilgan. Xarakteristikaning qiya (chiziqli) sohasi ishchi soha hisoblanadi, uning ogʼish burchagi KU0 qiymati bilan aniqlanadi. UChIQ,max - maksimal chiqish kuchlanishi boʼlib, manba kuchlanishi Ye qiymatidan ozgina kichik boʼladi.
12 – расм.
OKning bunday АChXsi logarifmik amplituda – chastota xarakteristikasi (LАChX) deb ataladi. 13 – rasmda tez ishlaydigan K140UD10 turdagi OKning LАChXsi keltirilgan. fYu – chastotadan kichik qiymatlarda kuchaytirish koeffitsienti 20 lg KU0 ga teng boʼladi, yaʼni LАChX chastota oʼqiga parallelь toʼgʼri chiziqni beradi. Kirish signalining ortishi bilan KU0 kamaya boshlaydi va f1 chastotada kuchaytirish koeffitsienti birga teng boʼladi.
13 – расм.
OK asosiy ulanish sxemalari. OKlarda doim chiziqli yoki nochiziqli zanjir koʼrinishidagi chuqur manfiy teskari aloqa bajarilgan boʼladi. MTА xossalari OK asosida turli analog va impulьs elektron quurilmalar yaratish imkonini beradi.
Bunday sxemalarni ishlash printsipini tushunish va ularni taxminiy tahlil qilish uchun ideal operatsion kuchaytirgich tushunchasi kiritiladi. Ideal operatsion kuchaytirgich quyidagi xossalarga ega boʼladi:
a) kuchlanish boʼyicha cheksiz katta differentsial kuchaytirish koeffitsienti KU0;
b) nolь siljish kuchlanishining nolьga tengligi USIL, yaʼni kirish signallari bir – biriga teng boʼlganda, chiqish kuchlanishi nolьga teng boʼladi; demak, OK kirish potentsiallari doim bir – biriga teng;
v) kirish toklari nolьga teng;
g) chiqish qarshiligi nolьga teng;
d) sinfaz signallarni kuchaytirish koeffitsienti nolьga teng.
OKning differentsial ulanishi. 14–rasmda OKning differentsial ulanish sxemasi keltirilgan. Kirxgof qonuniga binoan . Bundan v) xossa boʼlsa, u holda
|
